中國科“跡”｜鐘刻秦山——核電振邦

硬核破局：

秦山核電的自主技術攻堅之路

核電站發電，本質和火電廠類似，都是靠產生蒸汽推動汽輪機、帶動發電機發電（通俗說就是‘燒開水’）。區別在于，火電廠靠燃燒煤、油等化石燃料產熱，而核電站靠核燃料（秦山用的是二氧化鈾燃料組件）發生可控核裂變產熱。而且這個過程是可控的，不會像原子彈那樣發生爆炸。

30萬千瓦級壓水堆技術

這是當時國際上成熟、安全的核電技術路線。秦山核電站的突破，就是把這項技術“吃透”，并完全靠自己造出來、用起來。

所謂“壓水堆”，簡單說就是用高壓水來冷卻核燃料、傳遞熱量。核燃料在反應堆壓力容器里發生裂變，產生大量熱量，高壓水（壓力約15.2兆帕，相當于152個大氣壓）流過燃料組件，把熱量帶走，而這些水因為高壓，就算達到300℃左右也不會沸騰——這就是“壓水”的由來。

這里有兩個關鍵設備，都是秦山自主設計制造的：一是反應堆壓力容器，它是核反應堆的‘心臟外殼’，要承受高溫、高壓和核輻射，其筒身壁厚約130毫米，封頭壁厚約150毫米（核心受力部位），當時我們沒有現成的制造技術，科研人員反復試驗，終于做出合格的容器，能牢牢“鎖住”核輻射，保證安全；二是蒸汽發生器，它相當于一個“熱交換器”，把高壓水的熱量傳遞給另一路普通水，讓普通水變成蒸汽，推動汽輪機發電，這樣一來，帶核輻射的高壓水和發電用的蒸汽完全分離，避免了核污染。

核燃料組件制造技術

核燃料是發電的“能量源泉”， 秦山用的是二氧化鈾燃料棒，把二氧化鈾燒結成陶瓷芯塊，做成小圓柱，裝進鋯合金包殼管里，再組裝成燃料組件，放進反應堆。當時國外封鎖了燃料組件的制造技術，我們自主研發出燃料棒的封裝技術，保證燃料棒在高溫、高壓下不泄漏，而且能高效釋放裂變能量，每一組燃料組件，都能穩定供能很長時間。

主管道焊接技術

主管道是連接反應堆壓力容器和蒸汽發生器的“大動脈”，輸送高壓、高溫的水，一旦焊接有瑕疵，就可能出現泄漏，后果嚴重。可以說，它是保證機組安全的“生命線”。

當時日本企業索要高價才肯提供技術，我們自主攻關，掌握了“窄間隙埋弧焊”技術，簡單說就是把焊接的縫隙控制得很窄，用特殊的焊接方式，讓焊縫更牢固、更均勻，能承受高壓和核輻射的長期侵蝕，這項技術當時達到了國際先進水平。

反應堆控制與保護系統

核裂變反應需要精準控制，這個系統能實時監測反應堆的溫度、壓力、功率等數據，一旦出現異常，比如功率過高、溫度超標，會自動啟動控制棒（主要由硼合金制成，核心是硼元素，能吸收中子，減緩核裂變），讓反應減速；如果出現緊急情況，會快速插入全部控制棒，讓核裂變完全停止，確保反應堆不會發生危險，從某種角度上形容，這就像核電站的“大腦”和“安全衛士”。

秦山自主研發的這套系統，當時實現了“自主監測、自主控制、自主保護”，打破了國外的技術壟斷。

阻尼器

核電站運行時，設備會產生振動，阻尼器能吸收振動能量，防止設備因長期振動損壞，尤其是核反應堆的關鍵設備，振動過大會影響安全。考慮到當時的技術環境限制，我們未引入國外阻尼器產品，轉而自主設計研發，采用彈簧和阻尼材料組合的結構，打造出符合機組需求的阻尼器。

薪火永傳：

秦山核電的傳承與深遠影響

秦山核電站的自主突破，為我國后續核電發展打下了堅實基礎，這份技術和人才的傳承，是我國科技發展歷程中寶貴的財富。秦山掌握的30萬千瓦級壓水堆技術，為后續核電技術迭代提供了重要借鑒，我國自主三代核電“華龍一號”的研發，就借鑒了秦山的技術積累和實踐經驗，加快了自主核電技術成熟和走向世界的步伐。

我國自主三代核電技術“華龍一號”全球首堆示范工程

——中核集團福清核電 5、6 號機組實景圖

與此同時，秦山也像一座“核電人才搖籃”，從這里走出的3500余名專業技術人才，被輸送到全國各地核電項目，把攻堅精神和技術經驗一代代傳遞下去，為核電規模化發展提供了人才保障。如今，秦山一期機組獲準延壽20年，既證明了當年自主技術的可靠，也為老舊核電機組延壽提供了寶貴經驗，讓這份科技成果持續煥發活力。

秦山核電基地全景圖

秦山核電站的自主研發與成功運行，實現了中國核電“零的突破”，這份突破從來都不遙遠，它就藏在我們每一天的生活里，影響著我們每個人，也支撐著國家的發展。作為清潔能源，它累計安全發電超8900億千瓦時，相當于節約2.7億噸標準煤、減少7.3億噸二氧化碳排放，我們日常用到的穩定電力、企業生產所需的能源，很多都來自這里，它不僅緩解了華東地區的用電緊張，更讓我們的生活更綠色、更環保，助力“雙碳”目標一步步實現。同時，它帶動國內機械、冶金等多個行業進步，讓我國高端制造業更有底氣，更打破了國外技術壟斷，讓我們不再依賴進口技術，筑牢國家能源安全的防線，這份自主創新的力量，既護著我們的日常生活，也撐起了國家的科技底氣。

秦山二期實景圖

參考資料

《秦山核能供熱示范項目運行報告》中核浙江電能服務有限公司

《秦山里的中國：一座核電站的強核報國之路》浙江教育出版社

《中國核電發展紀實·秦山篇》中國原子能出版社

《這才是“核”》中國科學技術出版社

《秦山核電自主攻堅回憶錄》中國電力出版社

圖片來源

《這才是“核”》

編著：中國核能電力股份有限公司黨群工作部

出版時間：2025.1

出版：中國科學技術出版社

《走向科技自立自強》

編著：中國科學技術協會組編

出版時間：2023.11

出版：中國科學技術出版社

微信號 :dameikexue